Return to Video

Newton's First Law of Motion

  • 0:01 - 0:06
    בשיעור זה נעסוק בחוק
    התנועה הראשון של ניוטון.
  • 0:06 - 0:11
    המשפט המוצג בפניכם הינו
    תרגום החוק מלטינית לאנגלית/.
  • 0:11 - 0:16
    החוק הוא: כל גוף במנוחה יתמיד במצבו:
  • 0:16 - 0:22
    כגוף במנוחה או
    כגוף בתנועה אחידה באותו כיוון,
  • 0:22 - 0:28
    כל עוד הוא לא יאולץ
    לשנות את מצבו בהשפעת כוח.
  • 0:28 - 0:33
    חחזוא על כך:
    כל גוף שהוא יתמיד במצבו
  • 0:33 - 0:38
    כלומר ישאר במצב מנוחה
    או במצב של מהירות קבועה,
  • 0:38 - 0:43
    אלא באם הוא יאולץ לשנות את
    מצבו ע"י כוח: אלא באם יופעל עליו כוח,
  • 0:43 - 0:46
    בעיקר כוח שאינו מאוזן,
    כפי שנסביר מיד בהמשך.
  • 0:46 - 0:50
    באם יש גוף במנוחה, במנוחה לחלוטין...
  • 0:50 - 0:58
    נחפש דוגמה שכבר ראיתם, נניח שיש לנו סלע
  • 0:58 - 1:07
    יש לנו סלע אי שם שנח על שדה עשב
  • 1:07 - 1:13
    ככל שנצפה בסלע סביר להניח כי
    הוא לא יזוז, בהנחה כי כלום לא קורה לו.
  • 1:13 - 1:17
    באם לא יופעל על הסלע שום כוח,
    הרי הוא ישאר באותו מקום.
  • 1:17 - 1:23
    החלק הראשון ממש ברור:
    כל גוף יתמיד במצב מנוחה,
  • 1:23 - 1:28
    החלק השני יתקיים רק באם
    יופעל כוח כלשהו על הגוף,
  • 1:28 - 1:33
    נסכם - הסלע ישאר במנוחה
    אלא אם כן יופעל עליו כוח.
  • 1:33 - 1:37
    אלא אם כן מישהו ינסה לדחוף אותו,
    לגלגל אותו או כל דבר אחר.
  • 1:37 - 1:41
    החלק הפחות ברור לגבי
    החוק הוא החלק השני שלו.
  • 1:41 - 1:48
    כל גוף במצב מנוחה או
    בתנועה אחידה, יתמיד במצבו
  • 1:48 - 1:52
    אלא אם כן הוא יאולץ
    לשנות את מצבו בהשפעת כוח.
  • 1:52 - 1:57
    זהו החוק הראשון של ניוטון.
    נסטה מעט מהנושא,
  • 1:57 - 2:01
    הדמות הזאת כאן בתמונה היא ניוטון.
  • 2:01 - 2:05
    ובאם אנו עוסקים בחוק הראשון של ניוטון,
    למה הוספנו עוד דמות בתמונה השנייה?
  • 2:05 - 2:10
    הסיבה היא כי החוק הראשון של ניוטון הוא
    ניסוח מחדש של חוק ההתמדה של הדמות הזאת
  • 2:10 - 2:19
    ודמות זאת - היא אדם נוסף מגדולי
    החוקרים באנושות - ושמו גלילאו גליליי.
  • 2:19 - 2:23
    הוא היה הראשון שניסח את חוק ההתמדה.
  • 2:23 - 2:27
    ניוטון רק ניסח את החוק מעט
    שונה וחבר אותו לחוק נוסף
  • 2:27 - 2:29
    אבל הוא עשה עוד הרבה, הרבה דברים אחרים.
  • 2:29 - 2:32
    בעצם את הקרדיט לחוק הראשון
    של ניוטון יש לתת לגלילאו
  • 2:32 - 2:34
    ובגלל זה בחרנו להציג כאן את דמותו בגדול.
  • 2:34 - 2:36
    נחזור כעת לנושא בו עצרנו קודם
  • 2:36 - 2:41
    הבנו כי באם יש גוף במנוחה הוא
    ישאר בה אלא אם כן יופעל עליו כוח כלשהו.
  • 2:41 - 2:44
    בחלק מההגדרות יהיה כתוב
    "אלא אם כן יופעל כוח לא מאוזן"
  • 2:44 - 2:49
    הסיבה כי מציינים "לא מאוזן" היא כי
    יכולים להיות שני כוחות הפועלים על הגוף
  • 2:49 - 2:51
    אבל הם יהיו בשיווי משקל - מאוזנים.
  • 2:51 - 2:55
    לדוגמא: אנו יכולים לדחוף את
    הסלע מצד זה במידה מסוימת של כוח
  • 2:55 - 3:00
    אבל באם נדחוף את הסלע גם מצד זה
    בדיוק באותה מידה של כוח הוא לא יזוז.
  • 3:00 - 3:05
    הדרך היחידה שתגרום לו לזוז היא באם יהיה
    מצד אחד כוח גדול יותר מאשר מהצד השני
  • 3:05 - 3:07
    ואז יש כוח בלתי מאוזן.
  • 3:07 - 3:11
    יתכן כי סלע היא דוגמא לא כל כך מוצלחת,
  • 3:11 - 3:13
    בואו נבחר קרח שקל יותר להזיז אותו,
  • 3:13 - 3:14
    אז נבחר קרח על קרח.
  • 3:14 - 3:19
    לפנינו משטח קרח ומעליו מונח בלוק של קרח
  • 3:19 - 3:25
    נחזור שוב על אותו רעיון מוכר:
    אין כאן כוחות פועלים ולפיכך הקרח לא יזוז
  • 3:25 - 3:31
    אבל מה יקרה באם נדחוף את הקרח
    מצד זה בעוצמה מסויימת של כוח?
  • 3:31 - 3:35
    ובאם נדחוף את הקרח באותה
    עוצמה של כוח גם מהצד הזה?
  • 3:35 - 3:37
    הקרח עדין לא יזוז.
  • 3:37 - 3:40
    כלומר זה כאן משמש ככוח מאזן.
  • 3:40 - 3:41
    כוח מאזן.
  • 3:41 - 3:51
    הדרך היחידה בה הקרח ישנה את מצבו, יצא
    ממצב המנוחה שלו, היא באם הכוח יהיה לא מאוזן.
  • 3:51 - 3:57
    באם נוסיף מעט יותר כוח לצד זה של הקרח כדי
    שהוא יהיה גדול יותר מהכוח המפצה מהצד השני
  • 3:57 - 4:04
    נראה כי בלוק הקרח יתחיל לזוז,
    הוא יתחיל להאיץ בכיוון הזה
  • 4:04 - 4:09
    נראה כי עד כה זה ברור: גוף
    במנוחה ישאר במנוחה עד שיופעל עליו
  • 4:09 - 4:11
    כוח בלתי מאוזן.
  • 4:11 - 4:17
    מה שפחות ברור מאליו זה הרעיון
    העוסק בגוף הנע בתנועה אחידה האותו כיוון
  • 4:17 - 4:21
    שזאת פשוט דרך אחרת לומר
    כי הגוף נע במהירות קבועה.
  • 4:21 - 4:22
    מהירות קבועה.
  • 4:22 - 4:29
    בעצם מה שהחוק אומר זה שגוף הנע
    במהירות קבועה ישאר במהירות זאת לנצח
  • 4:29 - 4:33
    אלא אם כן יופעל עלי כוח בלתי מאוזן.
  • 4:33 - 4:37
    חלק זה בוא הפחות ברור מאליו
    היות כל הידוע לנו מהניסיון האנושי
  • 4:37 - 4:43
    הוא כי בסופו של דבר, אפילו
    באם נדון בבלוק הקרח, הוא יעצר.
  • 4:43 - 4:47
    בלוק הקרח לא ינוע לנצח,
    אפילו באם משטח הקרח הוא אין סופי.
  • 4:47 - 4:56
    הקרח יעצר בסופו של דבר. אפילו באם
    נזרוק כדור טניס גם הוא יעצר בסופו של דבר.
  • 4:56 - 5:05
    בסופו של דבר הוא ישחק עד לעצירה. גם באם
    נזרוק כדור באולינג, או - בעצם כל דבר שהוא!
  • 5:05 - 5:09
    מעולם לא ראינו, לפחות בהתנסות
    האנושית עד כה, כל דבר בסופו של דבר נעצר.
  • 5:09 - 5:14
    בגלל זה זה כל כך לא ברור מאליו
    לומר: גוף בתנועה פשוט ימשיך לנוע לעד
  • 5:14 - 5:19
    האינטואציה והניסיון שלנו אומרים
    כי באם אנו רוצים שגוף ינוע לעד
  • 5:19 - 5:24
    חייבים להמשיך ולהשקיע עוד כוח,
    להשקיע בו עוד אנרגיה לשמור עליו בתנועה
  • 5:24 - 5:30
    המכונית לא תנוע לעד אלא אם כן המנוע
    ימשיך לשרוף דלק כדי לנוע ולצרוך אנרגיה
  • 5:30 - 5:32
    אז על מה בעצם מדברים כאן?
  • 5:32 - 5:36
    בכל הדוגמאות שדנו בהם עד כה,
    ואנו חושבים כי ניתן לרכוש מהן
  • 5:36 - 5:41
    תובנה די מבריקה, האומרת כי כל
    הגופים בהם דנו ימשיכו לנוע לנצח
  • 5:41 - 5:44
    הכדור ינוע לנצח, בלוק הקרח ינוע לנצח
  • 5:44 - 5:50
    מלבד במצב בו כוחות
    בלתי מאוזנים פועלים עליהם
  • 5:50 - 5:54
    במקרה של הקרח, למרות שבין
    קרח על קרח כמעט ואין חיכוך
  • 5:54 - 5:57
    יש בכל זאת חיכוך ולו גם זעיר ביניהם.
  • 5:57 - 6:00
    ולכן במצב זה, נקבל כוח חיכוך העתיד
  • 6:00 - 6:03
    לפעול כנגד כיוןן התנועה של הקרח.
  • 6:03 - 6:07
    החיכוך בא למעשה מהרמה האטומית.
  • 6:07 - 6:12
    נתייחס למולקולות המים
    המסודרת במבנה בקוביית הקרח
  • 6:12 - 6:20
    נצייר כאן את מולקולות המים במבנה
    שלהם על גבי משטח מעשי של קרח עליו הגוף נע.
  • 6:20 - 6:23
    הן בהחלט מתנגשות ומשתפשפות זו בזו.
  • 6:23 - 6:25
    למרות ששתיהן חלקות, הן לא מושלמות
  • 6:25 - 6:28
    הן מתנגשות ומשתפשפות זו בזו, ויוצרות מעט חום
  • 6:28 - 6:32
    בסופו של דבר הן תפעלנה כנגד התנועה.
  • 6:32 - 6:36
    כלומר כוח החיכוך יפעל כאן, וזה מה שיעצור
  • 6:36 - 6:38
    למעשה לא רק כוח החיכוך,
    קיימת גם התנגדות האוויר
  • 6:38 - 6:42
    בלוק הקרח יתנגש בכל
    מיני חלקיקים הקיימים באויר.
  • 6:42 - 6:47
    בהתחלה זה לא יהיה מורגש,
    אבל זה בהחלט ימנע ממנו לנוע לנצח
  • 6:47 - 6:49
    אותו דבר לגבי הכדור שיזרק לאוויר
  • 6:49 - 6:54
    ברור כי בנקודה כל שהיא הוא יפגע בקרקע
    בגלל כוח המשיכה, שזה כוח אחד הפועל עליו
  • 6:54 - 6:59
    אבל גם כאשר הוא פוגע בקרקע, הוא
    לא ימשיך להתגלגל לנצח שוב בגלל החיכוך.
  • 6:59 - 7:04
    אתם הרי יודעים בעיקר באם יש כאן
    דשא, הדשא ימנע ממנו מלהמשיך לנוע.
  • 7:04 - 7:08
    גם בזמן תנועתו באוויר הוא יאט,
    הוא לא ינוע במהירות קבועה
  • 7:08 - 7:14
    בגלל שקיימים כל חלקיקי האוויר הללו שיתנגשו בו
  • 7:14 - 7:18
    ויפעילו כוח שיאט את תנועתו.
  • 7:18 - 7:21
    כלומר מה שהיה כל כך מבריק בתגליות
    שלהם הוא כי הם יכלו לדמיין מציאות
  • 7:21 - 7:28
    בה אין כוח משיכה, בה אין
    השפעה של האויר המאיטה את הגופים
  • 7:28 - 7:34
    הם הצליחו לדמיין שקיימת מציאות
    בה הגופים פשוט יתמידו בתנועתם לנצח.
  • 7:34 - 7:37
    הסיבה בגללה גלילאו הצליח לחשוב על זה
  • 7:37 - 7:41
    היא כי הוא חקר את מסלולי כוכבי הלכת.
  • 7:41 - 7:46
    והוא בטח שיער, כי יתכן ושם אין כלל אויר
  • 7:46 - 7:50
    ובגלל זה כוכבי הלכת יכולים פשוט
    להמשיך ולנוע סביב סביב במסלולם.
  • 7:50 - 7:55
    ואנו אומרים בתנועתם ולא
    במהירותם, כי יש שינויי בכיוון התנועה.
  • 7:55 - 8:01
    מהירותם אינה קטנה, בגלל
    שאין שום דבר בחלל שיאט אותה
  • 8:01 - 8:04
    אנו מקווים כי גם לדעתכם
    כמו לדעתנו רעיון זה מרתק
  • 8:04 - 8:08
    בגלל שמנוקדת מבט אחת זה מאד מאד
    פשוט אבל במבט כולל זה בכלל לא ברור מאליו
  • 8:08 - 8:12
    בעיקר החלק של " ימשיך
    בתנועה אחידה באותו כיוון".
  • 8:12 - 8:16
    ושוב כדי להבהיר את הנקודה, באם
    כוח המשיכה יעלם ולא יהיה אויר
  • 8:16 - 8:22
    ואתם תזרקו כדור, הכדור למעשה
    ימשיך לנוע באותו כיוון לנצח
  • 8:22 - 8:26
    אלא אם יהיה כוח בלתי מאוזן
    אשר ישפיע עליו ויעצור אותו.
  • 8:26 - 8:32
    דרך נוספת לחשוב על כך,
    וזוהי דוגמא מחיי היום יום.
  • 8:32 - 8:41
    באם יש מטוס הנע במהירות קבועה לחלוטין
  • 8:41 - 8:43
    ואין כלל כיסי אויר ותנודות במטוס
  • 8:43 - 8:50
    ובאם אתם יושבים כאן במטוס, הנע במהירות קבועה
  • 8:50 - 8:52
    זכרו, חלק לחלוטין, לללא כל תנודות
  • 8:52 - 8:57
    למעשה מבלי להביט בחלון
    אין כל דרך לדעת האם המטוס נע.
  • 8:57 - 9:01
    שוב, נניח כי אין כלל חלונות
    במטוס, והוא נע במהירות קבועה
  • 9:01 - 9:06
    אין כלל תנודות, ואי אפשר לשמוע כלום
  • 9:06 - 9:08
    אפילו לא ניתן לשמוע את המנועים
  • 9:08 - 9:11
    אין כל דרך בה נחוש כי המטוס נע
  • 9:11 - 9:14
    בגלל שממערכת היחוס שלנו,
    זה נראה בדיוק אותו דבר
  • 9:14 - 9:19
    כאילו אנו במטוס הנח על הקרקע.
  • 9:19 - 9:23
    וזאת דרך נוספת להראות כי זה בעצם
    די ברור מאליו ששני המצבים דומים
  • 9:23 - 9:28
    תנועה במהירות קבועה או מצב מנוחה.
  • 9:28 - 9:31
    בעצם לא ניתן להבחין ביניהם.
Title:
Newton's First Law of Motion
Description:

Newton's First Law (Galileo's Law of Inertia).
more » « less
Video Language:
English
Duration:
09:32
רועי חרמוני edited Hebrew subtitles for Newton's First Law of Motion

Hebrew subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.